Cistanche og meðferð á nýrnasjúkdómum: Eru gufubað gagnleg eða skaðleg fyrir sjálfvirka ríkjandi fjölblöðru nýrnasjúkdóm? Skoðun með módelmús

Cistanche og meðferð á nýrnasjúkdómum: Eru gufubað gagnleg eða skaðleg fyrir sjálfvirka ríkjandi fjölblöðru nýrnasjúkdóm? Próf með Model Mouse

Tengiliður:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Ágrip

Aðferðir og niðurstöður: Mýsnar (karlkyns DBA/2FG-pcy mýs) voru flokkaðar í þrjá hópa: viðmiðunarhópa, TS: borga mýs sem voru látnar fara í langvarandi gufubað með vatni sem inniheldur 4 prósent súkrósa, SW: pcy mýs fengu vatn sem inniheldur 4 prósent súkrósa. TS hópurinn fór í gufubað tvisvar í viku í fjórar vikur. TS hópurinn náði og var haldið við endaþarmshita sem var um það bil 39.0 gráður þar til þeir voru vandlega fjarlægðir úr fjar-innrauða geislatækinu. Eftir 4 vikna gufubaðsmeðferð var magn kreatíníns og blóð-þvagefnis-köfnunarefnis (BUN) ákvarðað með ensímaðferð. Hitastokkspróteinið (HSP) eða frumuvöxtur og stærðartengd prótein voru greind með Western blotting. TS hópurinn sýndi örlítið hærri kreatínín og BUN gildi en viðmiðunarhópurinn og SW hópurinn, munurinn var hins vegar ekki marktækur. Hins vegar minnkaði blöðrustækkun í TS hópnum verulega samanborið við samanburðarhópinn. HSP90 tjáning var lítillega minnkuð í TS og SW hópunum miðað við samanburðarhópinn (p < 0.01="" eða="" p="">< 0,001,="" á="" móti="" viðmiðun),="" eins="" og="" erk="" tjáning="" ,="" sem="" tengist="" blöðruþróun="" og="" fjölgun="" (p="">< 0,05,="" ts="" vs.="" stjórn).="" hsp27="" tjáning="" og="" fosfórunarstig="" í="" sw="" hópnum="" var="" sambærilegt="" við="" samanburðarhópinn.="" hins="" vegar="" hafði="" ts="" hópurinn="" aukið="" magn="" af="" hsp27="" og="" fosfórýleringu="" (ns).="" tjáning="" pro-kaspasa-3="" í="" ts="" hópnum="" var="" örlítið="" lægri="" en="" í="" samanburðarhópnum.="" hins="" vegar="" sýndi="" virkni="" kaspasa-3="" engan="" mun="" í="" öllum="">

Ályktun: Niðurstöður þessarar rannsóknar bentu til þess að 4 vikna gufubaðsmeðferð gæti valdið tímabundinni ofþornun og tengdri nýrnastarfsemi og leitt til hættu á að örva blöðruvöxt með aukinni Hsp27 tjáningu. Þar að auki komumst við að þeirri niðurstöðu að hægt væri að koma í veg fyrir ofþornun og blöðruvöxt með því að taka hæfilegt magn af vatni beint eftir gufubaðsmeðferð.

Cistanchetubulosakemur í veg fyrirnýrusjúkdómur, smelltu hér til að fá sýnishornið

Leitarorð:autosomal dominant polycysticnýrnasjúkdómur, gufubað, vatnsinntaka, Hsp90, Hsp27

Yoshihiro IWASHITA, Kousuke WATARU, Akira MAEDA, Kazuki SUGIMOTO, Syouko YAMADA, Junichi IIYAMA

1) Endurhæfingardeild, Heilbrigðisvísindadeild, Kumamoto Health Science University 325, Izumi-Cho, Kita-Ku, Kumamoto, Kumamoto 861-5598, Japan

2) Endurhæfingardeild Sakurajyuji sjúkrahússins

3) Nýrnalækningadeild, framhaldsdeild læknavísinda Kumamoto háskólans

4) Heilbrigðisvísindadeild, Kumamoto Health Science University Graduate School

I. Inngangur

Autosomal dominant polycysticnýrusjúkdómur(ADPKD) er erfðasjúkdómur sem einkennist af vexti fjölmargra blaðra í báðumnýru. ADPKD stafar aðallega af stökkbreytingum í fjölblöðrunýrnasjúkdómi 1 (PKD1) og PKD2 genum, sem kóða polycystin 1 (PC1) og PC2, í sömu röð. Á áratuga löngum ferli sjúkdómsins þróast hjá sjúklingum stórar vökvafylltar nýrnablöðrur sem skerða nýrnastarfsemi. Eins og er er áætlað að fjöldi sjúklinga með ADPKD í Japan sé 31,000, sem er um það bil 3-5 prósent allra skilunarsjúklinga1). Um það bil 50 prósent sjúklinga með ADPKD fá nýrnasjúkdóm á lokastigi við 602 ára aldur). Tolvaptan, vasópressínviðtaka 2 (V2) mótlyf, var samþykkt sem fyrsta lækningalyfið fyrir ADPKD og klínísk notkun þess hófst í maí 2014 í Japan3). Þó að það sé áhrifaríkt lyf sem dregur úr vaxtarhraða blöðru, er engin lækning fyrir ADPKD sem stendur og ekki er hægt að stöðva blöðrumyndun ínýru.

Hitameðferð, þar á meðal balneotherapy (BT) og spa meðferð (ST), hefur verið oft notuð um allan heim sem sjúkraþjálfun eða óhefðbundin meðferð. Í klínískum aðstæðum er meginmarkmið varmameðferðar að ná fram árangursríkum meðferðarárangri án þess að skemma eðlilega vefi. Nýleg kerfisbundin úttekt sýndi að BT og ST veita verulega verkjastillingu og bætt lífsgæði í langvinnum sjúkdómum í stoðkerfi eða stoðvef4). Hitaörvun framkallar hitaáfallsprótein (Hsps) sem eru nauðsynleg fyrir lifun frumna með virkni þeirra sem próteinleiðsögumaður. Hlutverk Hsps í nýrnaheilbrigði og sjúkdómum er breytilegt. Hsps örvun getur verið annað hvort gagnleg eða skaðleg nýru, allt eftir tilteknu Hsps, frumugerð og samhengi5). Í nýrnavef eru Hsps mikilvægur hluti af varnarkerfi innanfrumu sem er virkjað af mismunandi tegundum frumuálags. Hinar ýmsu Hsps inni í frumunni koma á stöðugleika frumubyggingar og auka viðnám frumna gegn frumudauða og drepi6), 7). Á undanförnum árum hefur verið greint frá því að Hsps gegni skaðlegu hlutverki í ADPKD og séu því meðferðarmarkmið8), 9). Þess vegna var stefnt að því að kanna áhrif gufubaðs á ADPKD líkandýr, þegar hitaálagið sem hækkar endaþarmshita um það bil 2 gráður og viðheldur því í um það bil 30 mínútur er endurtekið.

II Efni og aðferðir

1 Autosomal dominant polycystic kidney disease (ADPKD) mús

Allar dýraaðgerðir voru gerðar í samræmi við viðmiðunarreglur um umhirðu og notkun tilraunadýra sem samþykktar eru af Kumamoto Health Science University (nr. {{0}}). Karlkyns DBA/2FG-pcy (pcy) mýs10), 11) (8 vikna gamlar, n=12) (Kyudo, Kumamoto, Japan) með upphafsþyngd upp á 20,9±0,7 g voru notaðar sem ADPKD fyrirmyndarmýs í þessum tilraun. DBA karlkyns mýs (8 vikur, n=3) voru notaðar sem viðmiðun fyrir ADPKD músarlíkanið. Mynd 1 sýnir útlitið og útskorið nýra sem dæmigerð dæmi um pcy mýs (Mynd 1A, B). Öll dýrin voru hýst undir stýrðum raka og hitastigi með 12:12-klst ljós/myrkri hringrás og fengu ókeypis aðgang að venjulegu músafæði og kranavatni.

Níu pcy mýs (8 vikna gamlar) var skipt af handahófi í eftirfarandi þrjá hópa - viðmiðunarhópur: pcy mýs sem viðmið (n=3), TS hópur: pcy mýs sem verða fyrir endurtekinni almennri hitaörvun (n {{3} }); og SW hópur: pcy mýs sem fengu vatn sem innihélt 4 prósent súkrósa (n=3). Músum í TS hópnum var útvegað vatn sem innihélt 4 prósent súkrósa yfir nótt, eftir almenna hitaörvun til að koma í veg fyrir ofþornun. Í fyrri rannsókn höfðum við komist að því að líkamsþyngdartap var um það bil 3–4 prósent eftir altæka hitaörvun12). Þegar 4 prósent súkrósavatn var gefið pcy músum jókst magn vatns sem neytt var verulega úr 5,6 ± 0,6 ml í 7,4 ± 0,7 ml (p < 0}.001="" ,="" mynd="" 1c).="" yfir="" nótt="" 4="" prósent="" súkrósavatnsneysla="" var="" sannarlega="" mikil="" vökvainntaka="" sem="" jafngildir="" 14="" ±="" 7="" prósentum="" af="" líkamsþyngd.="" sw="" hópurinn="" neytti="" vatns="" yfir="" nótt="" á="" sömu="" tíðni="" og="" ts="">

Mynd 1 A: DBA mús (Lt) og 2FG-pcy mús (Rt). B: Nýra af DBA (Lt) eða 2FG-pcy (Rt), mælikvarða=1 cm. C: Inntaka magn af vatni eða 4 prósent súkrósavatni yfir nótt eftir gufubað til að nota mýs 8 vikna gamlar. Gögn eru sýnd sem meðaltal ± SD. n=3. ＊＊＊ p < 0.001="" (tölfræðileg="" greining="" notuð="" parað="">

2. Kerfisbundin hitaörvun (gufubað)

Hitastyrkur gufubaðsins var stilltur með hliðsjón af fyrri rannsókn13). Hins vegar fór endaþarmshiti sumra pcy músanna yfir 42 gráður vegna lítils líkamsrúmmáls samanborið við venjulegir DBA músa og 129X1/SvJ músa. Þess vegna var reynt að hækka endaþarmshita um 1 gráðu, en vegna takmarkaðrar stjórnunar á fjar-innrauða þurra gufubaðskerfinu (útvegað af Kagoshima háskólanum) var hitastig endaþarms stillt á að hækka í um það bil 39 gráður. Engar skýrslur fundust um tíðni gufubað fyrir ADPKD; því var lágmarksvirkni gufubaðstíðni (tvisvar í viku) staðfest í rannsókn á tengslum milli gufubaðs og hjarta- og æðasjúkdóma og annarra dánarorsök af Laukkanen o.fl.14). Nánar tiltekið fengu mýsnar gufubaðsmeðferð við 43 gráður í tíu mínútur og síðan við 37 gráður í 35 mínútur til að hækka endaþarmshitastig úr 37,1 ± 0,1 gráðu í 39,3 ± 0,3 gráður með því að nota langt innrauða geisla þurrgufubaðskerfi. Endaþarmshitastig músa var haldið við um það bil 39.0 gráður þar til þær voru teknar úr gufubaðinu. TS hópurinn fór í gufubað í fjórar vikur, tvisvar í viku

3. Greiningaraðferð

Lífeðlisfræðilegar upplýsingar voru fengnar frá öllum músum í lok fjögurra vikna rannsóknartímabilsins. Tuttugu og fjögurra klukkustunda þvagsýnum var safnað í efnaskiptabúrum og vökvainntaka ákvörðuð. Blóðsýnum var safnað úr neðri holæð og magn kreatíníns í plasma og þvagefnis köfnunarefnis í blóði (BUN) var mælt með Hitachi 7180 Biochemistry Automatic Analyzer (Hitachi High-Technologies Corporation, Tokyo, Japan), með Aqua-auto Kainos CRE -II prófunarsett eða UN-II prófunarsett (Kainos, Tókýó, Japan) með ensímaðferðinni.

4. Vefjafræðilegar rannsóknir

Nýrun voru fest með 4 prósent paraformaldehýð fosfatbuffalausn og felld inn í paraffín. Nýrnasýni voru sneidd með 2-µm millibili og lituð með hematoxýlíni og eósíni (H&E), og blöðrur í píplum voru magngreindar á 2 hluta/mús (hægra nýra) með ImageJ (National Institute of Health, Bethesda, Maryland, BANDARÍKIN). Svæði með vefjatár og loftbólur sem greindust við meiri stækkun (× 40) voru útilokuð frá greiningunni, eins og áður hefur verið greint frá15).

5. Western blotting

Natríumdódecýlsúlfat-pólýakrýlamíð hlaup rafdráttur (SDS-PAGE) og blettur voru framkvæmdar með stöðluðum aðferðum. Skammtar sem innihéldu 15 µg prótein voru settir í SDS-PAGE. Notuð voru mótefni sem mynduð voru gegn eftirfarandi próteinum: Hsp27 (1:1,000, sc-9012, Santa Cruz líftækni), fosfó Hsp27 (1:1,000, #2401S, fruma Merkjatækni), total-Akt (1:1,000, #9272, Cell Signaling Technology), fosfó-Akt (1:1,000, #9275, Cell Signaling Technology), Erk1/ 2 (1:1,000, #9102, Cell Signaling Technology), phospho-Erk1/2 (1:1,000, #9101, Cell Signaling Technology), mTOR (1:1, 000, #2972, Cell Signaling Technology), phospho-mTOR (1:1,000, #2971, Cell Signaling Technology), caspase 3 (1:500, ab4051, Abcam, Cambridge, Bretlandi ), klofinn kaspasi-3 (1:1,000, #9661, Cell Signaling Technology), og -aktín (1:1,000, sc-130656, jólasveinn Cruz líftækni). Blettir fundust með því að nota ECL Prime western blotting greiningarkerfi (GE Healthcare, Bretlandi) samkvæmt leiðbeiningum framleiðanda. Gögnin sýndu hlutfallslega magngreiningu gegn -aktíni, sem var notað sem innra eftirlit.

6. Tölfræðigreining

Til tölfræðilegrar greiningar voru gögn milli TS og SW hópanna borin saman með Mann-Whitney U prófinu. Hópar voru bornir saman með einhliða dreifigreiningu (ANOVA) og síðan Tukey próf til að greina mun. Mismunur var talinn tölfræðilega marktækur við p < 0.05.="" gögnin="" eru="" gefin="" upp="" sem="" meðaltal="" ±="" staðalfrávik="" (sd)="" eða="" meðaltal="" ±="" staðalfrávik="" meðaltals="" (sem).="" graphpad="" prism="" 6="" (graphpad="" software,="" san="" diego,="" ca,="" usa)="" var="" notað="" til="" tölfræðilegrar="">

III Niðurstöður

1 Breytingar á almennum breytum vegna endurtekins gufubaðs

Tafla 1 tekur saman lífeðlisfræðilegu gögnin sem fengust við endapunkt tilraunarinnar. Líkamsþyngd SW hópsins reyndist vera marktækt hærri en TS hópsins (p < 0.05).="" fæðuneysla="" og="" kranavatnsneysla="" allra="" hópa="" var="" svipuð="" (ns).="" inntaka="" 4="" prósent="" vatns="" sem="" innihélt="" súkrósa="" hafði="" ekki="" áhrif="" á="" blóðsykursgildi="" í="" ts="" og="" sw="" hópunum="" (ns="" vs="" samanburðarhópur).="" osmólahlutfall="" þvags="" í="" ts="" og="" sw="" hópunum="" virtist="" vera="" lægra="" en="" í="">

Tafla 1 Lífeðlisfræðileg gögn í lok tilraunar

2. Áhrif endurtekins gufubaðs á nýrnastarfsemi og blöðrustækkun. Tafla 2 tekur saman breytur nýrnastarfseminnar. Kreatínín í plasma eða blóðþvagefnisnitrogen (BUN) gildi í TS hópnum voru aðeins hærri en í samanburðarhópnum. Aftur á móti var blöðrustækkun í TS hópnum lítillega hindruð samanborið við samanburðarhópinn. Svipuð blöðrustækkun á píplum var í öllum hópum í lok tilraunarinnar. Fulltrúi blöðruþenslu á píplum er sýnd á mynd 2.

Tafla 2 Nýrnastarfsemi í lok tilraunar.

3. Tjáning og fosfórun Hsps í nýrum með endurteknu gufubaði

Við gerðum Western blot greiningu á Hsps til að ákvarða hitaálag á nýru (mynd 3A). Eins og áður var greint frá13), sýndi TS hópurinn um það bil 3.08-falda aukningu á Hsp27 tjáningu og um það bil 1.95-falda aukningu á fosfórýleruðu Hsp27 tjáningu, samanborið við samanburðarhópinn. Engin slík aukning kom fram í SW hópnum, samanborið við samanburðarhópinn (mynd 3A, D, E). Hins vegar minnkaði Hsp9{{10}} tjáning í TS og SW hópunum um það bil 0.61-falt og 0.{13}}falt, í sömu röð, samanborið við samanburðarhópinn (mynd 3A, C). Fosfórýlerað Hsp90 var tjáð á svipaðan hátt í öllum hópunum (mynd 3A, B).

4. Tjáning frumuvaxtar og stærðartengdra próteina í nýrum

Áður var greint frá því að Hsp90, sem tekur þátt í blöðrumyndun og vexti ADPKD, væri oftjáð í PKD-tengdum nýrnablöðrum úr mönnum og músum8). Eftir staðfestingu á minni Hsp90 tjáningu í nýrum í TS og WS hópunum, staðfestum við tjáningu frumuvaxtar og stærðartengdra próteina16). Ofvirkjun PI3K/ Akt/mTOR netsins er vel þekktur sjúkdómsvaldandi atburður sem leiðir til offjölgunar. Í fjölblöðru nýrnasjúkdómi stuðlar mTOR fossinn að vöxt blöðru með því að auka fjölgun, stærð og umbrot nýrnapípla þekjufrumna15), 17). Tjáning Erk1/2, sem tekur þátt í boðleið um fjölgun blöðruþekjufrumna18), minnkaði í TS og SW hópunum samanborið við samanburðarhópinn (P < 0,05,="" ts="" vs="" viðmiðunarhópur;="" mynd="" 4a,="" d="" ,="" e).="" hins="" vegar="" var="" engin="" breyting="" á="" tjáningu="" akt="" og="" mtor="" (mynd="" 4a,="" b,="" c,="" f,="">

Mynd 2 A: Lýsingarmyndir (×2,5) af HE-lituðum nýrnahluta. Skalastöng: 300 μm. B: Magngreining á blöðruþenslu í píplum sást í öllum hópum. Gögn eru sýnd sem meðaltal ± SEM. n=3 fyrir hvern hóp.

Mynd 3 Tjáning Hsps í öllu nýrinu. Tjáning á Hsp90 í TS hópnum eða SW hópnum minnkaði marktækt samanborið við PKD hópinn (AC). Fosfórun Hsp27 hafði tilhneigingu til að aukast við endurtekið gufubað, en ekki við drykkju á 4 prósent súkrósa viðbættu vatni (A, D, E). Gögn eru sýnd sem meðaltal ± SEM. n=3 fyrir hvern hóp.

5. Áhrif gufubaðs eða 4 prósent súkrósavatns á frumufrumuleiðina

Caspasar eru tjáðir sem óvirkir forverar inni í frumum og þeir eru virkjaðir til að bregðast við margs konar frumudauðaáreiti. Virkjun felur í sér dimerization og oft fáliðun á pro-caspasa, fylgt eftir með klofningu í litla undireiningu og stóra undireiningu19). Virkjaðir kaspasar klofna tiltekið markhvarfefni og leiða til frumudauða. Það eru tvær aðferðir til að greina virkjun kaspasa, önnur er aðferð sem notar mótefni og hin er aðferð sem notar kaspasa hvarfefni. Í aðferðinni þar sem mótefni er notað, er hægt að greina það með magni óklufs forvera og/eða klofins kaspasa. Caspase3, sem er einn af effector caspasunum, er lykilstjórnandi á frumudauða. Virkjaður kaspasi-3 getur klofið mörg byggingar- og stjórnprótein, sem eru mikilvæg fyrir lifun og viðhald frumna. Til að meta hvort gufubað hafi haft áhrif á frumudauða, mældum við magn af pro-caspase3 og klofnum caspase3 tjáningu með venjulegu western blotting. Mynd 5 sýnir að lítil aukning var á virkni caspase3 í TS og SW hópunum samanborið við samanburðarhópinn.

Mynd 4 Tjáning frumuvaxtar og stærðartengdra próteina í öllu nýrinu. TS hópurinn var marktækt minni tjáning á Erk1/2 samanborið við samanburðarhópinn (A, D, E). Akt og mTOR voru svipuð tjáning í öllum hópum (AC, F, G). Gögn eru sýnd meðaltal ± SEM. n=3 fyrir hvern hóp. ＊ p <>

IV Umræða

Í þessari rannsókn könnuðum við áhrif endurtekinna gufubaðsinngripa í PKD músarlíkani. Hitaálagið sem notað var í þessari tilraun var byggt á hitastillingunni sem notuð var í grunnrannsóknum á gufubaðsmeðferð, sem hefur sýnt sig að hafa skýr áhrif á hjarta- og æðakerfi manna20), 21). Nokkur munur var á milli einstaklinga með tilliti til 24-klst fæðuneyslu eða vatnsneyslu, en enginn marktækur munur sást. Hins vegar var líkamsþyngd og þyngdaraukning í lok tilraunarinnar marktækt lægri í TS hópnum en í SW hópnum. Auk þess voru kreatínín- og BUN-magn í TS-hópnum örlítið hærri en í samanburðar- og SW-hópnum, þó munurinn væri ekki marktækur. Bráðabirgðatilraunir staðfestu að mýs neyta ekki nægilegs magns af kranavatni eftir gufubað, heldur neyta virkan 4 prósent súkrósavatns. Þess vegna veittum við músunum 4 prósent súkrósavatn til að koma í veg fyrir ofþornun úr gufubaðinu. Hins vegar minnkaði virkni músanna strax eftir gufubaðsmeðferð og engin virk drykkjarhegðun sást. Gufubaðið gæti því hafa valdið líkamlegu ofhleðslu þar til mýsnar voru að fullu aðlagast hitanum. Þar að auki fengu þeir ekki alltaf nauðsynlega vökvainntöku á réttum tíma eftir gufubað og skammtímaþurrkun í kjölfar gufubaðsins gæti leitt til nýrnabilunar.

Mynd 5 Tjáning á procaspasa-3/klofinn kaspasa-3 í öllu nýrinu. Tjáningarstig pro-caspase3 sem er óvirkt forefni og klofnaðs caspase3 sem er virkjunarvísitala greindust með Western blotting (A). Tjáning pro-kaspasa-3 í TS hópnum hafði tilhneigingu til að minnka samanborið við samanburðarhópinn (p=0.01, B). Hins vegar sást enginn munur í öllum hópum á virkni kaspasa-3 (C, D). Gögn eru sýnd meðaltal ± SEM. n=3 fyrir hvern hóp.

Það er vel þekkt að margar boðleiðir og umritunarþættir eru breyttar í blöðrunýrum samanborið við venjuleg nýru. Hsp90, sem er stórt hitalostprótein og er mikið í frumum, er mjög tjáð í ADPKD frumum; blöðruvöxtur minnkar með því að draga úr virkni Hsp90 með Hsp90 hemlinum STA-2842 8). Varðandi hitameðferð (WAON meðferð) og Hsp90 tjáningu hefur verið staðfest að Hsp90 er uppstýrt með virkjun Akt/eNOS/NO ferlisins22). Hins vegar, eins og sést á mynd 3C, sýndu TS og SW hóparnir marktækt minnkaða Hsp90 tjáningu samanborið við samanburðarhópinn og tjáning Erk, sem tengist blöðrumyndun og fjölgun, minnkaði einnig23).

Vasopressin er lykilþáttur sem hefur áhrif á vöxt blöðru í ADPKD24). Háþrýstingur utanfrumuvökvans af völdum vægrar vökvaskorts leiðir til aukinnar seytingar vasópressíns25), 26). Þótt áhrif aukinnar vatnsneyslu á framgang ADPKD hafi ekki verið skýrð hingað til, er búist við að viðvarandi vökvun með aukinni vatnsneyslu gagnist sumum sjúklingum með PKD, með því að takmarka skaðleg áhrif vasópressíns á nýrnablöðruvöxt27). Hins vegar eru engar skýrslur hingað til um áhrif súkrósavatnsneyslu á ADPKD, þó sýnt hafi verið fram á að víxltalning á milli frúktósa (frá 10 prósent frúktósavatni) og vasópressíns magna upp nýrnakvilla af vökvaþörf28. Það eru litlar líkur á því að 4 prósent súkrósavatnsálag auki nýrnaskaða, miðað við hraða þyngdaraukningar og lágt blóðsykursgildi í SW hópnum sem sýnt er í töflu 1. Ennfremur, eins og sýnt er á mynd 1, 4 prósent súkrósavatn inntaka var marktækt meiri en kranavatns og osmólalvirkni í þvagi var lág bæði í TS og SW hópnum, sem bendir til þess að mikil vatnsneysla sé áhrifarík mælikvarði. Inntaka á 4 prósent súkrósavatni eftir gufubað var ekki þáttur sem versnaði nýrnastarfsemi og virk vatnsneysla getur stuðlað að lækkun á Hsp90 tjáningu. Engar marktækar breytingar komu fram á blöðruvexti eftir 4-viku gufubaðsíhlutun, en lengri tíma íhlutun gæti sýnt augljósari áhrif.

Tjáning Hsp27 í SW hópnum var svipuð og í samanburðarhópnum en var aukin í TS hópnum. Meginhlutverk Hsp27 er að koma í veg fyrir apoptosis29). Við greindum einnig frá því að þessi virkni Hsp27 er einn af þeim aðferðum sem liggja að baki endurvörnandi áhrifum endurtekinnar vægrar kerfisbundinnar hitaörvunar á mús með langvarandi nýrnasjúkdóma13). Óeðlileg frumudauða sem sést í þekjufrumum með blöðrum og þekjufrumum sem ekki eru blöðrulaga, sem og í frumum innan gaukla, er talið stuðla að blöðrulengingu í PKD29 frá mönnum)-31). Frjósemi ADPKD gegnir án efa stóru hlutverki í þróun sjúkdóma, en frumudauði er ekki eini drifkraftur blöðrumyndunar. Það sem talið er staðfesta sjúkdóminn er samverkandi verkun frumudauða, uppbótar frumufjölgun og truflað sjálfsát32), 33). Undanfarin ár hafa Yanda o.fl.34) sýnt fram á að Hsp27 sem lýst er hér að ofan, gegnir apoptotic hlutverki og tekur þátt í vexti blöðru í ADPKD. Hsp27 af völdum hita þarf ekki endilega að taka þátt í nýrnavörn í ADPKD.

Takmörkun þessarar rannsóknar er sú að ekki var hægt að útvega nægilega úrtaksstærð vegna mikils kostnaðar við ADPKD músalíkanið, og þess vegna var ekki hægt að fá skýra prófunarniðurstöðu. Hins vegar gefa niðurstöður okkar til kynna líkur á nýrnaskemmdum jafnvel með skammtíma íhlutun í gufubað í þessari rannsókn. Það er takmörkun á endurtakanleika þessara niðurstaðna hjá mönnum vegna þess að þessi gögn voru fengin frá PKD líkan músum. Hins vegar, til að koma í veg fyrir nýrnaskemmdir vegna gufubaðs, er drykkjarvatn strax eftir gufubað talið gagnlegt jafnvel við klínískar aðstæður

Mynd 6 sýnir niðurstöður rannsóknarinnar. Í ADPKD var virkni MEK/ERK ferilsins (mynd 6, heilar línur: virkar leiðir) af völdum innanfrumu Ca2 plús styrks óæðri (mynd 6, punktalínur: minnkaðar leiðir) en stökkbreytingar í PKD genum, og sem áhrif af cAMP í gegnum vasópressínviðtaka 2, þessar tvær leiðir til frumufjölgunar með B-Raf/MEK/ERK brautinni (mynd 6, heilar línur: virkar leiðir) tengjast35). Stökkbreytingar í PKD genum (PKD1 og PKD2) trufla innanfrumu Ca2 plús stjórnun. Þekjufrumur einangraðar úr ADPKD nýrnablöðrum úr mönnum hafa lægra magn af innanfrumu Ca2 plús en frumur í venjulegum nýrnavef. Truflun á innanfrumu Ca2 plús samvægi og Ca2 plús merkjagjöf dregur úr Akt og virkjar MEK/ERK leið leið36). Arginine vasopressin virkjar vasopressin V2 viðtaka og eykur cAMP myndun37). Í PKD frumum virkjar cAMP B-Raf/MEK/ERK ferlið og hefur áhrif á blöðruvöxt38), 39).

Mynd 6 Skýringarmynd af áhrifum gufubaðs og/eða drykkjarvatns á blöðruvöxt eða frumudauða. Í ADPKD er vitað að frumufjölgunarferlar innihalda MEK/ERK ferilinn (heilar línur: virkar leiðir), með minnkaðri Ca2 plús styrk innanfrumu (punktalínur: minnkaðar leiðir) vegna stökkbreytinga í PKD genum og B-Raf/MEK / ERK ferill sem áhrif cAMP í gegnum vasópressín viðtaka 2 (heilar línur: virkar ferlar)35). Hitahleðslubil TS hópsins (2 til 3 daga á milli) og mikil vatnsneysla SW hópsins (tíðni og lengd þess að drekka 4 prósent súkrósavatn er sú sama og í TS hópnum) í þessari tilraun var ekki nóg að hafa áhrif á PKD frumuboð.

Í þessari tilraun var hitaálagsbil TS hópsins stillt á 2 til 3 daga og mikið magn af vatni fyrir SW hópinn var framkvæmt á sömu tíðni og tíma og TS hópurinn. Fyrri rannsókn gaf til kynna að eitt nægjanlegt hitaálag jók tjáningu Hsp í nýrnavef; hins vegar, frá 8 klst til 24 klst, náði það hámarki og fór aftur í grunnlínuna kl. 72 h40). Mikið magn af vatnsneyslu dregur úr tjáningu V2 viðtaka í PKD nýrnavef og hindrar B-Raf/MEK/ERK ferlið27). Hita- og vatnshleðslureglurnar í þessari tilraun voru ekki nægjanlegar til að fá skýr áhrif fyrir ADPKD.

V Niðurstaða

Niðurstöður þessara tilrauna hafa verið bent á að hitaálag á líkamann af völdum gufubaðs hafi í för með sér hættu á tímabundinni ofþornun og tengdri nýrnastarfsemi og geti örvað blöðrumyndun og fjölgun með aukinni tjáningu Hsp27. Á hinn bóginn, ef nægilegt magn af vatni er tekið inn strax eftir gufubað, er hægt að koma í veg fyrir ofþornun og bæla blöðruvöxt. Byggt á niðurstöðum þessarar rannsóknar eru eftirfarandi þrír þættir taldir mikilvægir með tilliti til gufubaðsins fyrir ADPKD. 1. Skoða skal reglulega sveiflur í fæðuinntöku og þyngd. 2. Hækkun kjarna líkamshita, og varðveislutími hækkaðs kjarna líkamshita, ætti að vera þannig að hitaálagið sé ekki nógu hátt til að tæma líkamlegan styrk. 3. Nægilegt magn af vatni ætti að neyta strax eftir gufubað. Með því að taka þessi skref er búist við að gufubaðsmeðferð geti hjálpað til við að stöðva framvindu ADPKD og draga úr lækkun á nýrnastarfsemi vegna hitaálags.

Viðurkenning

Þessi vinna var að hluta styrkt af rannsóknarstyrkjum frá japanska mennta-, menningar-, íþrótta-, vísinda- og tækniráðuneytinu (18K10699)

Hagsmunaárekstur

Engir hagsmunaárekstrar, fjárhagslegir eða á annan hátt, eru lýstir yfir af höfundum.

Heimildir

1) Higashihara E, Nutahara K, Kojima M, et al: Algengi og nýrnahorfur greindra sjálfsæðar ríkjandi fjölblöðru nýrnasjúkdóms í Japan. Nephron 1998; 80: 421-427.

2）Chebib FT, Torres VE: Autosomal dominant polycystic kidney disease: Core curriculum 2016. Am J Kidney Dis 2016; 67: 792-810.

3) Blair HA: Tolvaptan: Endurskoðun á sjálfsfrumna ríkjandi fjölblöðru nýrnasjúkdómi. Fíkniefni 2019; 79: 303-313.

4） Kamioka H, ​​Nobuoka S, Iiyama J: Yfirlit yfir kerfisbundnar úttektir með meta-greiningu byggðar á slembiröðuðum samanburðarrannsóknum á balneotherapy og spa meðferð frá 2000 til 2019. Int J Gen Med 2020; 13: 429-442.

5） Sreedharan R, Van Why SK: Hitastokksprótein í nýrum. Pediatr Nephrol 2016; 31: 1561-1570.

6) Chebotareva N, Bobkova I, Shilov E: Hitastokksprótein og nýrnasjúkdómur: sjónarmið um HSP meðferð. Cell Stress Chaperones 2017; 22: 319-343.

7） Samali A, Cotter TG: Hitastokksprótein auka viðnám gegn frumudauða. Exp Cell Res 1996; 223: 163-170.

8） Seeger-Nukpezah T, Proia DA, Egleston BL, et al: Að hindra HSP90 chaperone hægir á vöxt blöðru í múslíkani af sjálfsfrumna ríkjandi fjölblöðru nýrnasjúkdómi. Proc Natl Acad Sci USA 2013; 110: 12786-12791.

9）Smithline ZB, Nikonova AS, Hensley HH, o.fl.: Að hindra hitasjokkprótein 90 (HSP90) takmarkar myndun lifrarblöðru sem framkallast af skilyrtri eyðingu Pkd1 í músum. PLoS One 2014; 9: e114403.

10） Takahashi H, Calvet JP, Dittemore-Hoover D, et al: Arfgengt líkan af hægt versnandi fjölblöðru nýrnasjúkdómi í músinni. J Am Soc Nephrol 1991; 1: 980-989.

11) Nagao S, Kurita M, Yoshihara D, Yamaguchi T: Dýralíkön fyrir fjölblöðru nýrnasjúkdóm í mönnum. Exp Anima 2012; 61: 477-488.

12）Wataru K, Iwashita Y, Nakamura T, Iiyama J: Áhrif hitauppstreymis gegn blóðþurrð-endurflæðisskaða músum. Japanese Journal of Electrophysical Agents 2018; 25: 34-41.

13) Iwashita Y, Kuwabara T, Hayata M, et al: Væg altæk varmameðferð bætir nýrnabilun í nagdýralíkani af langvinnum nýrnasjúkdómum. Am J Physiol Renal Physiol 2016; 310: F1206-1215.

14）Laukkanen T, Khan H, Zaccardi F, Laukkanen JA: Samband milli gufubaðs og banvænna hjarta- og æðasjúkdóma og dánartíðni af öllum orsökum. JAMA Intern Med 2015; 175: 542-548.

15） Holditch SJ, Brown CN, Atwood DJ, et al: Rannsókn á sirolimus og mTOR kínasahemli í hypomorphic Pkd1 mús líkani af sjálfsfrumna ríkjandi fjölblöðru nýrnasjúkdómi. Am J Physiol Renal Physiol 2019; 317: F187-f196.

16) Distefano G, Boca M, Rowe I, o.fl.: Polycystin-1 stjórnar utanfrumumerkjastýrðri kínasaháðri fosfórun túberíns til að stjórna frumustærð í gegnum mTOR og niðurstreymisáhrifa S6K og 4EBP1. Mol Cell Biol 2009; 29: 2359-2371.

17) Margaria JP, Campa CC, De Santis MC, o.fl.: PI3K/Akt/mTOR ferillinn í fjölblöðrunýrnasjúkdómi: flókið samspil við polycystín og aðal cilium. Cell Signal 2020; 66: 109468.

18） Yamaguchi T, Reif GA, Calvet JP, Wallace DP: Sorafenib hindrar cAMP-háða ERK virkjun, frumufjölgun og in vitro blöðruvöxt ADPKD blöðruþekjufrumna úr mönnum. Am J Physiol Renal Physiol 2010; 299: F944-951.

19）Shi Y: Caspase virkjun: endurskoða framkallaða nálægðarlíkanið. Cell 2004; 117: 855-858.

20) Tei C, Horikiri Y, Park JC, et al: Bráð blóðaflfræðileg framför með hitauppstreymi æðavíkkun í hjartabilun. Upplag 1995; 91: 2582-2590.

21) Ikeda Y, Biro S, Kamogawa Y, o.fl.: Endurtekin varmameðferð stjórnar æðaþels köfnunarefnisoxíðsyntasa tjáningu í sýrlenskum gullhömstrum. Jpn Circ J 2001; 65: 434-438.

22) Miyauchi T, Miyata M, Ikeda Y, o.fl.: Waon meðferð stjórnar Hsp90 og leiðir til æðamyndunar í gegnum Akt-endothelial nitric oxide synthasa ferlið í blóðþurrð í afturútlimum músa. Circ J 2012; 76: 1712-1721.

23）Dou F, Yuan LD, Zhu JJ: Heat shock prótein 90 stjórnar óbeint ERK virkni með því að hafa áhrif á Raf prótein umbrot. Acta Biochim Biophys Sin (Shanghai) 2005; 37: 501-505.

24) Wang X, Wu Y, Ward CJ, et al: Vasopressin stjórnar blöðruvexti beint í fjölblöðru nýrnasjúkdómi. J Am Soc Nephrol 2008; 19: 102-108.

25) Bouby N, Fernandes S: Væg ofþornun, vasópressín og nýru: rannsóknir á dýrum og mönnum. Eur J Clin Nutr 2003; 57 (Suppl) 2: S39-46.

26）Montain SJ, Laird JE, Latzka WA, Sawka MN: Aldósterón og vasópressínviðbrögð í hitanum: vökvastig og áhrif á styrkleika æfingar. Med Sci Sports Exerc 1997; 29: 661-668.

27) Nagao S, Nishii K, Katsuyama M, et al: Aukin vatnsneysla dregur úr framgangi fjölblöðru nýrnasjúkdóms í PCK rottum. J Am Soc Nephrol 2006; 17: 2220-2227.

28) García-Arroyo FE, Tapia E, Blas-Marron MG, et al: Vasopressin miðlar nýrnaskemmdum sem stafar af takmarkaðri endurvökvun frúktósa í endurteknum þurrkuðum rottum. Int J Biol Sci 2017; 13: 961-975.

29） Wang X, Chen M, Zhou J, Zhang X: HSP27, 70 og 90, and-apoptotic prótein, í klínískri krabbameinsmeðferð (Review). Int J Oncol 2014; 45: 18-30.

30） Woo D: Frumfrumun og tap á nýrnavef í fjölblöðru nýrnasjúkdómum. N Engl J Med 1995; 333: 18-25.

31） Goilav B: Apoptosis í fjölblöðrunýrnasjúkdómi. Biochim Biophys Acta 2011; 1812: 1272-1280.

32）Peintner L, Borner C: Hlutverk frumudauða í þróun autosomal dominant polycystic kidney disease (ADPKD). Cell Tissue Res 2017; 369: 27-39.

33） Nowak KL, Edelstein CL: Apoptosis og autophagy í fjölblöðru nýrnasjúkdómi (PKD). Cell Signal 2020; 68: 109518.

34）Yanda MK, Liu Q, Cebotaru L: Hugsanleg aðferð til að draga úr blöðrum í sjálfstætt ríkjandi fjölblöðrunýrnasjúkdómi með CFTR leiðréttingu. J Biol Chem 2018; 293: 11513-11526.

35）Mohieldin AM, Upadhyay VS, Ong ACM, Nauli S: Sjálfstætt ríkjandi fjölblöðru nýrnasjúkdómur: Lífeðlisfræði og meðferð, Marciano P, Lanza DM (ritstj.), Nova Science Publishers, Inc., 2013; bls. 1-32.

36) Yamaguchi T, Hempson SJ, Reif GA, et al: Kalsíum endurheimtir eðlilega útbreiðslu svipgerð í þekjufrumum úr fjölblöðru nýrnasjúkdómi manna. J Am Soc Nephrol 2006; 17: 178-187.

37) Inoue T, Noguchi H, Tomita K: Lífeðlisfræðileg áhrif vasópressíns og gátta natriuretic peptíðs í safnrásinni. Cardiovasc Res 2001; 51: 470-480.

38） Yamaguchi T, Wallace DP, Magenheimer BS, o.fl.: Kalsíumtakmörkun gerir cAMP virkjun á B-Raf/ERK ferlinu kleift, skipta frumum yfir í cAMP-háða vaxtarörvaða svipgerð. J Biol Chem 2004; 279: 40419-40430.

39）Calvet JP: MEK hömlun lofar fyrir fjölblöðru nýrnasjúkdómi. J Am Soc Nephrol 2006; 17: 1498- 1500.

40) Redaelli CA, Wagner M, Kulli C, o.fl.: Ofhita af völdum HSP tjáningar tengist bættri nýrnaígræðslu lífvænleika og lifun hjá rottum í nýrum sem eru safnað frá gjöfum sem ekki slá hjartslætti. Transpl Int 2001; 14: 351-360.